废旧电池的处理与处置方法

毕振宇 左长禹 王英杰 王金彤 于航

摘要：废电池中的重金属和塑料威胁着人类健康和生存环境。本文介绍了电池的污染现状，对废旧电池中重金属的处理处置进行了讨論，并对废电池中塑料的再利用方法进行了介绍。

关键词：废电池;回收;再利用

环境问题已成为我国最关注的问题之一，目前我国每年生产约150亿只电池，而回收率却不到2%大量废旧电池丢弃在生活垃圾中[1]。废电池如果被大量丢弃于环境中，其中的酸、碱电解质溶液会影响土壤和水系的pH值，造成土壤和水系的酸性化或碱性化。同时废旧电池中还存在一定量的汞、镉等重金属，这些重金属被生物吸收后，通过各种途径进入人的食物链，能够在人体内聚集，从而影响人类健康。把废电池丢弃在生活垃圾中，如果进行堆肥处理，会因为重金属的存在而影响发酵，从而影响堆肥效果;如果进行填埋处理，电池中的重金属会慢慢渗漏到地下或溢出，污染土壤和地下水体[2-4]。废电池中还存在大量的废旧塑料，自然降解废旧塑料是非常困难的，如若处理不当，将会对环境造成很大危害。由此可见，合理的回收与处置废旧电池，不仅减少污染环境对人类健康有损害，而且还能够回收宝贵的金属资源。

处理与处置废旧电池需要成熟的处置工艺。现在废旧电池的金属部分常见的处置方法有：人工分选法、干法、湿法、生物处置等。人工分选的方法是将电池根据种类先进行分类收集，随后将碳棒、铜帽、含锌的外皮手工分离，再用相应的办法进行处理。这种办法虽然操作简单，但费时费力，所需人工庞大机械化差。干法处理又分为常压冶金法和真空冶金法两种。常压冶金法处理废旧电池时，通常也有两种办法：在较低温度下加热废旧电池使汞和锌等金属分离，和在高温下烘焙废旧电池是易挥发的成分能够分离。这两种办法在大气中进行，会造成二次污染且消耗资源高，不利于能源再利用。另一种干法处置废旧电池是真空冶金法，这种方法是基于旧电池中各种金属在同一温度下具有不同的蒸汽压原理，通过稳定温度改变压力使不同组分蒸发再冷凝回收，实现相互分离回收。此方法相对常压冶金法，消耗的资源少且几乎无二次污染，流程短有利于能源的回收利用。但是这种方法还局限于实验室中，没有被大规模的采用在废电池的回收利用中[5-6]。湿法处理分为直接浸出法和焙烧浸出法。直接浸出法是通过破碎方法将电池粉碎，随后进行筛分和洗涤两步后，再用酸进行浸渍，提取电池里面的金属。另一种焙烧浸出法是通过焙烧过程中把电池中的含金属的化合物转化成气相，并分别在冷凝回收，在将转化成低价的氧化物，最后用浸出液浸出金属化合物。湿法处理可以提高金属回收率，减少二次污染。但是比较其他方法工艺更加复杂，能耗变高，使得回收成本变得更高[7-8]。生物技术是指利用生物技术萃取贵金属，这种方法工艺简单、费用低、操作简便，但是这种方法金属回收时间长、回收率较低，目前还在完善和发展阶段。目前工艺更趋向于将多种回收金属的方法相结合，从而提高回收效率，降低生产成本。

废旧电池中还存在着大量的塑料，例如铅酸蓄电池外壳以及隔膜多为可再生塑料，如果能重新利用起来，会有很高的再生价值。电池通过破碎、风选的方法分离出来，随后再进行再生利用。目前世界各国回收这种的塑料主要方式为回收热能、直接再生利用和改性再生利用等方式。回收热能的方式主要为通过加工成衍生燃料再焚烧的手段，将塑料作为有机燃料进行燃烧。然而塑料成分中的聚氯乙烯类化合物燃烧记忆产生二噁英，如果对焚烧温度控制不当，容易被排放出危害人类健康。而且大多数塑料的热值不高，不能单独焚烧需要和煤炭等燃料混烧，产生的二氧化硫等污染物需要再次进行处理，增加利用成本。再者塑料燃烧时容易产生氯氟烃等一些温室气体，对臭氧层造成破坏。直接再生利用方法是指将风选出的塑料进行清洗塑化的那个工艺，直接加工成有用的制品。这种方法具有成本低廉的优点，但是因为直接加工的工艺简单，因此再生制品的力学性能有所下降，不能承受大幅的力，更多的地方用不了。改性再生利用是通过物理和化学的手段，可提高再生制品的力学性能，将改性的塑料利用在更多的地方。

随着生产生活中电池的大量利用，废旧电池的处理处置是我国绿色环保领域的重大课题。解决废旧电池的处理处置问题，现代化的电池处理工艺需要改革发展，这一领域需要进一步的发展。

参考文献

[1]戴志群，黄思良.化学废旧电池的环境污染和利用[J].化学教育，2005，26 （1）：4-5.

[2]廖戎.废旧电池对几种陆生植物影响的分析研究[J].西南民族大学学报：自然科学版，2005，31（6）：885-888.

[3]张明，彭瑾，曹燕燕.废旧电池的回收处理技术进展[J].环境卫生工程， 2008，（02）：18-21.

[4]杨淑华，郭笃发.浅议废旧电池的危害与我国回收现状[J].山东师大学报（自然科学版），2004（01）：55-58.

[5]梁颖生.浅谈废电池的处理与综合利用[J].资源节约与环保，2015，（06）： 11.

[6]张明，彭瑾，曹燕燕.废旧电池的回收处理技术进展[J].环境卫生工程， 2008，（2）：18-21.

[7]肖红，张培峰.废旧电池回收处理存在的问题及对策[J].中国资源综合利用，2005，（8）：30-32.

[8]芦会杰.生活垃圾中电池种类及重金属含量分析[J].环境保护与循环经济，2019，39（10）：13-16.

作者简介

毕振宇（2001—），男，汉，辽宁，本科在读生，单位：沈阳航空航天大学能源与环境学院，研究方向：废旧电池的回收与利用

通讯作者简介

于航（1988—），女，汉，辽宁，讲师，理学博士，单位：沈阳航空航天大学能源与环境学院，研究方向：能源利用与回收。